專利名稱：旋轉容器、使用該旋轉容器的流體過濾裝置及系統的制作方法
技術領域：
發明涉及一種旋轉容器、使用該旋轉容器的流體過濾裝置及系統，特別涉及從流體中分離出質量密度較高或較低的物質的旋轉容器、使用該旋轉容器的流體過濾裝置及將流體過濾裝置用于凈化水、空氣、污染海水、等離子體等流體的系統。此外，如適當地裝置了逆滲透薄膜，更可作海水化淡之用。
背景技術：
目前，在生產、水處理、氣體凈化等各領域中，需要對參雜有雜質的液體、氣體或等離子體(plasma)等流體進行過濾。將液體、氣體或電離子體當中的一些質量密度(massdensity)較低或較高的雜質過濾出來以達到凈化該流體的目的，又或是需要得到該過濾出來的雜質作某些用途。這種流體夾雜著雜質的例子很多。舉例來說，工廠或汽車排出的廢氣中的懸浮粒子、空氣中夾雜的塵埃；水中夾雜的有機污染物、氣體、油污、放射性物質、藻類、蛋白質、細菌甚至是病毒；垃圾焚化爐中的氣體或火焰(電離子體)中的一些金屬離子或微粒。現有的流體過濾裝置，一般采用過濾材料如濾蕊、濾網等作物理過濾，這種方法在使用后一段時間，過濾材料便會被污染物堵塞，必須更換或清洗過濾材料。而且，如要過濾細小的污染物，過濾材料的網眼便要很小，這樣會增加過濾材料被堵塞的機會。縮短過濾材料的使用壽命。因而，目前急需一種流體過濾裝置以從流體中過濾雜質。
發明內容
鑒于現有技術的以上缺陷，本發明提供一種旋轉容器、使用該旋轉容器的流體過濾裝置及系統及其操作方法。為了更簡單清晰地說明本發明，本文件會采用以下的一些定義:最大軸距:是指一個孔或開口中，最遠離轉軸的距離；例如，轉軸在正方形孔的中心，該正方形孔的最大軸距就是該正方形的對角線長度的一半。外圍:是指所述旋轉容器內遠離轉軸的位置。如果是說某件物件的外圍，應該被理解成:當該物件安置在所述旋轉容器內，遠離轉軸的位置。重雜質:在將會被凈化的流體中，較重的雜質。輕雜質:在將會被凈化的流體中，較輕的雜質。輸入腔:旋轉容器內的腔體；在該腔體內，流體大致的流向是遠離轉軸。輸出腔:旋轉容器內的腔體；在該腔體內，流體大致的流向是接近轉軸。首先，本發明提供了一種旋轉容器，包括外殼，所述外殼具有輸入管放置口和輸出口，所述輸入管放置口和所述輸出口位于所述外殼的相同端或相對端，并與所述外殼的外圍邊緣有一段距離，以使所述旋轉容器在轉動時能儲水。所述輸入管放置口可被固定在所述流體過濾裝置外殼的固定輸入管伸入并注入流體，所述輸入管放置口的最大軸距比所述輸出口的最大軸距更少；所述旋轉容器的外殼內置有與所述外殼同步旋轉的攪拌片。所述攪拌片可以是平面的或是曲面的，其中以螺旋型攪拌片整體來說是最好的。在控制所述旋轉容器內部水流的手段方面，所述旋轉容器的內部設計還進一步分成三類。包括:A類:沒有輸入腔和輸出腔的分別出類:利用回路隔板分隔輸入腔和輸出腔；(:類:在A類旋轉容器中設置一端連接所述輸出口的輸出導管或輸出通道結構。本發明還包括在所述旋轉容器上設置排污孔，并以彈性活門控制排污孔開關。本發明提供了兩種彈性活門的設計。包括杠桿式及活塞式的結構。另外，本發明還提供了一種流體過濾裝置，其特征在于，包括前述的旋轉容器，還包括固定所述旋轉容器的外殼或支撐結構、固定在所述外殼或所述支撐結構的固定輸入管、及驅動所述旋轉容器轉動的旋轉驅動器。此外，本發明還提供了另一種流體過濾裝置，其特征在于，包括前述的旋轉容器，還包括固定所述旋轉容器的外殼或支撐結構、裝置在所述旋轉容器的轉軸位置的同步輸入管、及驅動所述旋轉容器轉動的旋轉驅動器。本發明還提供了一種同步離心泵結構，其結構是圓形對稱管內裝有攪拌片，所述圓形對稱管的一端有一圓形覆蓋，所述圓形覆蓋中央有一孔以作輸入流體之用，所述圓形對稱管、所述圓形覆蓋及所述內里的攪拌片是同步轉動的。本發明還提供了一種自動凈化養殖系統，包括至少一個前述的過濾裝置，并與至少一個藻類養殖槽及至少一個水產養殖槽一起操作，所述過濾裝置從所述藻類養殖槽輸入并輸出到所述水產養殖槽，所述藻類養殖槽與水產養殖槽之間有水回流通道以使水產養殖槽的水能回流到藻類養殖槽。本發明還提供了一種逆滲透過濾系統，包括前述帶有所述濾芯的施轉容器，所述濾芯包含逆滲透薄膜。本發明進一步利用了前述的兩種流體過濾裝置，并配合裝置在用透明物料造、帶有彈性活門排污孔的旋轉容器，并以光感元件對該旋轉容器內的集結物的情況作實時監察。實施了能自動清除集結在旋轉容器內的重雜質或輕雜質的凈化裝置。利用本發明的旋轉容器、流體過濾裝置，可以有效地凈化進入旋轉容器中的流體，將其與其中的雜質等分離，并且利用離心力將重雜質或輕雜質分離至容器內的不同位置，以便于收集。除了應用在液體，本發明還可以應用于氣體及等離子體的凈化或分離。
下面通過示例，參照附圖，進一步詳細描述實施例，其中:圖1示出了本發明的一個最簡單旋轉容器的實施例的立體圖，其中輸出口及輸入管設置口是在旋轉容器的相同端，而且合并成一個合并開口 ；圖2示出了圖1所示的旋轉容器實施例的俯視圖；圖3示出了本發明的一個流體過濾裝置的剖面圖，其中輸出口及輸入管設置口是在旋轉容器的不同端；圖4示出了本發明的另一個流體過濾裝置實施例的剖面圖，其中有一固定輸入管把流體引到旋轉容器深處注入；
圖5示出了本發明的一個螺旋形攪拌片旋轉容器的俯視圖；圖6示出了本發明的一個B類旋轉容器實施例的原理圖和俯視圖；圖7示出了圖6的B類旋轉容器實施例的一個變化型，其中的輸入腔以輸入導管代替；圖8示出了圖6的B類旋轉容器實施例的一個變化型，其中的輸出腔以輸出導管代替；圖9示出了本發明的一個C類旋轉容器實施例，其中包含了輸出通道結構；圖10示出了本發明的另一個C類旋轉容器實施例，其中包含了輸出通道結構，并以有孔的隔板充當攪拌片；圖11示出了本發明再一個C類旋轉容器實施例，其中包含了輸出導管；圖12示出了本發明的一個B類旋轉容器中加入一個陶瓷濾芯的實施例；圖13示出了本發明的一個B類并聯多腔式旋轉容器實施例；圖14示出了本發明的一個B類串聯多腔式旋轉容器實施例；圖15示出了圖13的實施例的一個變化型，其中一些輸出腔以輸出導管代替；圖16示出了圖14的實施例的一個變化型，其中一些輸出腔以輸出導管代替；圖17示出了本發明的一個B類、帶雜質儲存空間及平面攪拌片的旋轉容器的實施例；圖18示出了本發明的一個C類、帶雜質儲存空間及平面攪拌片的旋轉容器的實施例；圖19示出了本發明的一個B類、帶雜質儲存空間及2片螺旋形攪拌片的旋轉容器的實施例；圖20示出了本發明的一個B類、帶雜質儲存空間及4片螺旋形攪拌片的旋轉容器的實施例；圖21示出了本發明的一個C類、帶雜質儲存空間及螺旋形攪拌片的旋轉容器的實施例；圖22示出了本發明的一個內部不是圓對稱的旋轉容器的實施例；圖23示出了本發明的一個B類、沒帶雜質儲存空間及帶有4片螺旋形攪拌片的旋轉容器的實施例；圖24示出了本發明的一個C類、沒帶雜質儲存空間及帶有螺旋形攪拌片的旋轉容器的實施例；圖25示出了在圖20中的旋轉容器的雜質儲存空間內加一些軸向加固條的實施例；圖26示出了本發明的一個外殼可拆開的旋轉容器實施例；圖27示出了本發明的一個杠桿式彈性活門的結構圖；圖28示出了本發明的另一個杠桿式彈性活門的結構圖，其中利用了引流管把排污孔移到較近轉軸的地方；圖29示出了本發明的一個活塞式彈性活門的結構圖；圖30示出了本發明的一個帶有同步輸入管的旋轉容器實施例；圖31示出了本發明的一個帶有小型攪拌片的旋轉容器實施例。該小型攪拌片能結合固定輸入管形成離心泵結構；圖32示出了本發明的一個同步水泵設置在一個包含旋轉容器的液體凈化裝置的實施例；圖33示出了本發明的一個海水、油污分離裝置的實施例；圖34示出了本發明的一個外掛式凈化裝置實施例；圖35示出了本發明的一個自動凈化養殖系統，在該實施例中的外掛式凈化裝置基本上是跟圖34所示的一樣；圖36示出了本發明的一個上架式凈化裝置實施例；圖37示出了本發明的一個利用了逆滲透薄膜的過濾系統。
具體實施例方式本發明雖然能應用在液體、氣體或電離子體的凈化或分離上，但最主要還是應用在液體的凈化上。所以本文件大部份章節都是針對液體上的應用作解釋。在適當的時候，也會對氣體及電離子體上的應用作一些設計上的調整及解釋。因為這個原因，本文件中的實施例將流體過濾裝置以凈化器來形容，而且會以水或液體來形容被凈化的流體。本發明是通過至少一個輸入管放置口，把例如液體的流體輸入高速旋轉的旋轉容器內，旋轉容器內裝有攪拌片以使液體跟著旋轉容器同步旋轉。液體中的重雜質會積累在旋轉容器內遠離旋轉容器轉軸的位置，輕雜質會積累在旋轉容器內靠近旋轉容器轉軸的位置。旋轉容器至少有一輸出口。一般而言，輸入管放置口的最大軸距比輸出口的最大軸距小。當液體在旋轉容器高速轉動時被輸入，液體會由外至內填滿旋轉容器直至到達輸出口的最大軸距位置，液體便開始從輸出口溢出。溢出的水會被高速四散并收集起來，直接或再經其他的過濾后排出。在離心力的作用下，旋轉容器內的液體中的不同質量密度的物質會分離。重雜質最終會集結在遠離轉軸的旋轉容器內壁位置，輕雜質會集結在近轉軸的內圈位置。在氣體或電離子體上的應用雖然表現出來的結果不一樣(例如輸入的氣體不像液體般“由外至內填滿旋轉容器直至到達輸出口”)，但其主體部分，即旋轉容器的結構是沒有明顯分別。現參照附圖詳細說明本發明的各個實施例。
_4] 旋轉容器圖1表示本發明的實施例的旋轉容器，也就是本發明所要求保護的實施例中結構最簡單的旋轉容器。該實施例中，旋轉容器4能高速轉動并能盛載水，旋轉容器4內設置有四片攪拌片5以使液體I (未示出)能與旋轉容器4同步旋轉。圖中的輸入管T是放置在輸入管放置口 3的。一般來說，輸入管放置口 3的最大軸距比輸出口 7的最大軸距較小。這個安排可使在正常操作時，液體優先從輸出口 7流出。(在氣體或等離子體的應用上，這個安排也可確保流體正確地從輸出口 7輸出。)該旋轉容器如用電機驅動，電機可以直接安裝在旋轉容器的底部，電機的轉軸與旋轉容器的轉軸對齊。在操作時，如使用一條固定輸入管T輸入流體，要確保固定輸入管T不會碰到在轉動的旋轉容器的內部。輸出口 7就在固定輸入管T周邊的環狀開口，被旋轉容器外殼伸延出來的輸出口套管4t包圍著。要注意的是，這個實施例中，輸入管放置口 3及輸出口 7是在旋轉容器的同一端，所以便能合并成一個合并開口。
本發明的流程包括，把液體I輸入一個在高速轉動時能盛載水的旋轉容器4內。旋轉容器4內的液體I在高速旋轉時，當中密度較高的物質會集結在遠離轉軸6的旋轉容器內壁位置，密度較低的物質會集結在內圈較接近轉軸6位置。為了減低風阻，旋轉容器4的外型最好是圓對稱的，例如是圓柱體或是球體。如不考慮風阻、節能等問題，外型便沒有什么要求。唯一是要在注水前及注水后，其重心都要和旋轉軸對齊。否則會產生巨大的機械震動及噪音。為了較容易顯示本發明的一些特點，本文件中的實施例都采用了圓柱外型的設計。在這例子中，轉軸6是垂直的。但在不影響輸入的效果之情況下(如用虹吸原理輸入，便有可能受到影響)，轉軸6是可以以任何方向(包括倒轉，使輸入管放置口、輸出口在下面)設置的。圖2表示如圖1所示的本發明的實施例的旋轉容器的俯視圖。在這個例子中，旋轉容器4的旋轉方向D是逆時針的，但順時針轉動的效果是完全一樣的。圖3表示本發明一優選實施例的流體過濾裝置(即凈化器)的剖面圖，其中輸入管放置口(上端給輸入管通過的開口)跟輸出口 7在旋轉容器4 (以格子著色)的不同端。在這個實施例當中，旋轉容器4位于流體過濾裝置的外殼33內，固定輸入管T是固定在外殼33上并且置有側孔，用以把液體I注入旋轉容器4內。如圖中箭頭所示的流動方向，液體I經輸出口 7排出旋轉容器4。液體I最后從凈化器輸出口 34排出。該實施例中，旋轉容器4經由兩個軸承18安裝在凈化器的外殼33并由電機M以同步輪X及同步帶B的方法帶動。下面的軸承18并不是一定需要，但有了可得到較穩固的結構。因攪拌片5是直接連結旋轉容器4的外殼，設置了重雜質導通孔35可使操作時重雜質較均勻分布。攪拌片5如果是平面的。數量最好在3-36片之間。太少的容易產生不良的內部紊流(turbulence),卷起了本來已集結的重雜質,影響了凈化效果。太多的攪拌片5會占用了太多空間，使容器的有效儲存能力減少。要使容器內部空間得到最有效的利用。弧形，特別是螺旋形的攪拌片5是比較優勝的。圖5展示了一個具有4片螺旋形攪拌片的旋轉容器的俯視圖。(現存一些計算機輔助設計軟件是可以輕易得到螺旋形的形狀。在本申請文件就不再多談。)其操作跟圖2所示的平面攪拌片的實施例很相似。但有一點要注意的是，以圖5的旋轉容器的螺旋形攪拌片5的旋紐形態，逆時針的旋轉方向會比順時針的好一點。因為在順時針轉動時，攪拌片5施加在其末端集結的重雜質的應力會使該重雜質沿著攪拌片5推回轉軸方向，以使那些已集結的重雜質容易被水流卷起并流出旋轉容器。使凈化效果差一點。當然，如果攪拌片5的旋紐形態相反了，旋轉容器的轉動方向也應相應地改變。與片狀(平面)攪拌片比較，螺旋形的攪拌片之所以較優性主要是因為重雜質可以在較早的階段便開始集結于其上。換句話說，流體在進入旋轉容器4的初段便能被凈化。為了達到最好的凈化或過濾效果，固定輸入管T應根據容器的內部設計。圖4所示的是實例中，旋轉容器4的輸入管放置口 3及輸出口 7都在下方。利用較長的固定輸入管T使流體能從旋轉容器4近頂端輸入，使流體的輸入位置跟輸出位置的距離增大很多。在該實施例中，旋轉容器4是直接連接電機M驅動的。軸承18可使旋轉容器4轉動時的擺動減少。凈化后的液體從旋轉容器4的輸出口 7排出再經由凈化器排水口 34輸出。為了更好地實現本發明的過濾目的，將旋轉容器4的內部進一步的改進，具體的內部設計主要分三種基本型，依三種水流控制手段來區分:A類:沒有輸入腔和輸出腔的分別
B類:利用回路隔板分隔輸入腔和輸出腔C類:在A類旋轉容器中設置一端連接輸出口 7的輸出導管或輸出通道結構A類是最簡單的結構。圖1-4所示的旋轉容器和凈化器都是屬于這一類型。雖然是簡單，但在一些特定的情況下，例如，因空間限制，旋轉容器只能是外徑小、長度大的情況下，就可以考慮這一類型的內部設計。B類內部設計旋轉容器的特征是容器內部加了一回路隔板P把容器上下分隔成輸入腔29及輸出腔30。圖6展示本發明包括的B類旋轉容器的一個實施例。這個旋轉容器4跟圖4的實施例中的一樣。圖6下方還展示了回路隔板P的俯視圖。液體I輸入到輸入腔29，經過回路隔板P上的回路口 14流到輸出腔30，最后經輸出口 7輸出。要確保所有流體都是經回路口 14到達輸出腔30，回路隔板P的中間孔直徑要比輸出口 7足夠小。回路隔板P的最外環除了可使附近集結的重雜質不易被水流沖走，如跟旋轉容器4的外殼結合，可加固外殼。這個實施例當中，最佳的輸入位置是近旋轉容器4的頂端。另外，為了使在輸入腔29內的重雜質跟輸出腔30內的重雜質分布平均一點，可在回路隔板P的最外邊緣上設置重雜質導通孔35。一般而言，如果輸入腔29或輸出腔30是很小的話，就沒有設置攪拌片的必要。至于決定輸入腔29、輸出腔30的相對大小的因素，主要是要視乎要過濾出來的雜質是重雜質或是輕雜質。如是重雜質的話，則輸入腔29和輸出腔30的相對大小不是太重要的。但如是輕雜質的話，便應考慮把輸入腔29造得很小。以免因輕雜質在輸入腔29優先集結而難以使其在輸出口 7排出。本發明下文描述有一個海水油污凈化器的實施例，就進一步說明了這一點。另外，圖6的實施例中的輸入腔29或輸出腔30都可以縮得很小，并以導管或一些通道結構代替。圖7、圖8展示了這一概念；圖7中的輸入導管29a就是對應于圖6所示的輸入腔29，而圖6的環狀回路口 14亦演變成了圖7的4個圓孔29al。該輸入導管29a的作用就是把流體引流到旋轉容器的近外圍的地方。而圖8中的輸出導管30a就是對應于圖6所示的輸出腔30，而圖6的環狀回路口 14亦演變成了圖8的4個圓孔30al。該輸出導管30a的作用就是把流體從旋轉容器的近外圍的地方引流到接近轉軸的輸出口 7。在下面一些實施例中，回路口 14是一些較小的孔，這種以導管或一些通道結構代替輸入腔或輸出腔的設計便十分合用。C類的內部特征主要是在A類旋轉容器內設置輸出導管或輸出通道結構。這輸出導管或輸出通道結構的一端開口是在旋轉容器內，近外圍的位置。其作用等同于前述B類設計中的回路口 14，而另一端則接上旋轉容器的輸出口。圖9展示了一個C類內部設計旋轉容器的實施例的立體圖和俯視圖。在該實施例中，旋轉容器內有4片攪拌片5。并利用大小差不多等于攪拌片5，帶有開口 30bl的隔片5a與攪拌片5形成輸出通道結構30b。該輸出通道結構30b的一端開口是近容器邊緣的開口30bl，而另一端則是接上了圓孔狀的輸出口 7。液體I注入輸入腔29，經開口 30bl流到輸出通道結構30b，再經設在旋轉容器頂端的輸出口 7輸出，流動路徑如圖中的箭頭所示。圖9俯視圖中標示了固定輸入管T及輸出口套管4t的位置。為了更清晰展示該實施例的旋轉容器的內部結構，圖9立體圖中并沒有繪出固定輸入管T及輸出口套管4t。這種處理手法同樣應用于圖10及圖11的立體圖之中。圖10展示了本發明再一旋轉容器的實施例的立體圖和剖面圖。該實施例中的旋轉容器也屬于C類內部設計。在該實施例中，輸出通道結構30b是由前述的一般攪拌片5及帶有一圓孔開口 30bl的隔片5a組成。因圓孔開口相對于隔片5a是很小，而隔片5a的大小形狀都跟攪拌片5相近，便利用了這隔片5a充當了攪拌片的功能。所以便把輸出通道結構造30b設計成與輸入腔29差不多大小。對于該實施例中液體I的流動方式，其與圖9中所示的實施例中液體I的流動方式基本相似，在此便不再贅述。如圖9的旋轉容器內的輸出通導結構30b換成了輸出導管30a，便能得到圖11所示的另一 C類內部設計實施例。其原理跟前述的圖9、圖10實施例十分相似。不過，3個C類內部設計當中，以圖9所示的旋轉方向D最受限制。因攪拌片的轉動會使重雜質集結于上而滑向外圍，如圖9所示的順時針方向變成逆時針方向轉動，隔片5a上會集結較多的重雜質，并且滑向外圍。當重雜質到達開口 30bl便會被水流卷走而最終會從輸出口 7輸出。所以，對應其攪拌片5的設計，圖9所示的順時針方向D轉動是較好的。理論上，B類跟C類的水流控制方法是可以同時結合實施。但其應用上的效果并沒有明顯比單用B類或C類的方法好很多。以濾材增加凈化功能如適當地加入濾芯或濾膜等濾材，可以有效地增加過濾能力。而且在離心力的作用下，濾材堵塞的情況也會改善。圖12展示了一個上述B類內部設計中加入一個陶瓷濾芯Fl的實施例。該濾芯需要較大的水壓才能使流體通過。所以，輸出口的最大軸距會比輸入管放置口的最大軸距大頗多。(與沒有加入濾芯的設計比較)至于計算所需差距是公知的物理知識，本文便不作多談。圖12下方展示了回路隔板P、陶瓷濾芯Fl及位于輸入腔29的攪拌片5 (上圖并沒有繪畫出)的相對位置。陶瓷濾芯Fl設置在輸入腔29內，其外徑比回路口 14略小。較好的設計是在陶瓷濾芯外加攪拌片(圖中并沒有繪出)以使輸出腔30內的水能更好的同步旋轉。除了上述的陶瓷濾芯外F1，幾乎所有現存的過濾材料也適用。如用上了逆滲透薄膜所造成的濾芯，更可作海水化淡之應用。本文件的最后部份，有相關的應用實施例的描述。B類的內部設計是最適合加入濾芯。除了圖12的實施例的方法外，還可能用圓碟形的濾材取代上述的B類內部設計中的回路隔板P。所述圓碟形的濾材有中心孔給輸入管輸入，但不需要回路口 14及其外邊緣緊接旋轉容器之外殼。但從利用離心力清除及防止堵塞的角度來看，這種設計比不上圖12的實施例。C類的內部設計也可以加入濾材。其設計原理跟B類的差不多。即是把水流輸出到輸出口前利用濾材作過濾。例如，在圖9及圖10的實施例當中，隔片5a可以被一塊沒有開口 30bl的濾材代替。在圖11的實施例中，可把濾材放入輸出導管30al之內。當然，為了得到足夠的水壓使水流能通過濾材，還是要利用前述的手法，把輸出口 7的位置移到較遠離轉軸的位置，以使輸出口的最大軸距跟輸入管放置口的最大軸距有相當的差距。此外，如不考慮物理過濾的用途而只著重于生物過濾的用途，除了前述的在輸出腔30裝置濾芯的設計外，濾芯也可以裝置在輸入腔29，攪拌片5或隔片5a等之間的空間內。但所選用的濾芯便應該是十分疏水的，以免造成堵塞。多腔式并聯(連)或串聯(連)的考慮及好處 然而，如果能串聯或并聯上述A、B或C類旋轉容器使用，凈化效果便可以進一步加強。但制造成本會較高。所以本發明還包括把上述的旋轉容器的基本型的腔體結構在一個旋轉容器的外殼內串聯或并聯起來以得到更好的凈化效果。實施的方法具體是這樣的:把3類基本型的內部腔體結構的其中一種或多種疊加起來形成多腔式結構。在并聯的情況下，其中的輸出腔30或輸出導管30a或輸出通道結構30b都會被導通起來，并引流到旋轉容器的輸出口 7或合并開口的靠近邊緣位置，而其中的輸入腔29或輸入導管29a或輸入通道結構29b都被固定輸入管分流注入流體。在串聯的情況下，除了最接近輸出口的輸出腔或輸出導管或輸出通道結構是直接經輸出口排出流體夕卜，其他的輸出腔或輸出導管或輸出通道結構都會被引流到鄰近一層的輸入腔29或輸入導管29a或輸入通道結構29b中。圖13及圖14分別展示了一個多腔式并聯結構的旋轉容器及一個多腔式串聯結構的旋轉容器。圖13所示的是B類旋轉容器并聯的情況。其中輸入腔29及輸出腔30各有三個。并利用了一條有多孔的固定輸入管T分配液體給不同的輸入腔29。在輸出方面，除了最接近輸出口 7的輸出腔30是直接輸出到旋轉容器輸出口 7，其他輸出腔30都是利用導管Z導通起來并最終引導到旋轉容器輸出口 7輸出。B類旋轉容器串聯的結構是比并聯結構簡單一點。如圖14所示，其表示三個B類旋轉容器串聯而成的一個多腔式旋轉容器，其中輸入腔29及輸出腔30各有三個。除了最接近輸出口 7的輸出腔30是直接經輸出口 7排出流體外，其余兩個輸出腔30出來的液體都直接流到下一個輸入腔29中。圖15及圖16的實施例當中就是把圖13及圖14當中的其中兩個輸出腔30以導
管代替了。至于C類旋轉容器的并聯方法，因其輸出口多是較小的孔，用上述B類并聯的手法處理是很合適的。即是用導管把相關輸出腔30或輸出導管30a或輸出通道結構30b的輸出引導到總的旋轉容器輸出口 7。而C類旋轉容器的串聯方法，就是把相關輸出腔30或輸出導管30a或輸出通道結構30b的近軸輸出口對齊下一層(假設總的旋轉容器輸出口 7在下面)的輸入腔29。而A類的并聯及串聯多腔式設計原理跟B類的很相似，這里就不再重復。至于A、C類及A、B、C混合的多腔式設計也跟上述B類或C類的的多腔式設計原理很相似。這里就不便再贅述。這種多腔式并聯或串聯的旋轉容器設計比起相同體積的單腔式設計除了有更好的凈化效果，還有更堅固不易變形的好處。這優點在高速旋轉時差別很明顯。換言之，多腔式設計能適應更高速旋轉的應用。雜質儲存空間為了防止已集結的重雜質(未示出)因過多的累積而被流經附近的水流卷起而流走。較佳的設計是在最外圍多加一個雜質儲存空間。圖17展示本發明的一個屬于B類旋轉容器的實施例的剖面圖，圖中的三角形組成的結構可以被理解為布滿很多V形槽或錐形孔的檔片F。這些檔片F是與攪拌片5的高度一樣，即是從圓柱容器的一端伸展到回路隔板P。擋片F與外殼之間形成了雜質儲存空間16。這個B類旋轉容器內的流體流動的方向與圖6所示的實施例相似。重雜質(未示出)是經雜質排出口 17排到雜質儲存空間16內。在這類設計中，雜質排出口 17是應該盡量的小但又能讓重雜質通過為最好。其設計原則是:雜質排出口 17的總面積應比回路口 14(指B類內部設計)或輸出通道結構30b的近外圍開口 30bl (指C類內部設計)的總面積小很多，才能避免大量液體流經雜質儲存空間16，卷起已集結的重雜質。但考慮到實際制造上的難度及應用上的需要，一般大小為0.l-3mm已很適當。較大的雜質排出口 17在沒有排污孔10的旋轉容器是比較便于清洗雜質儲存空間內的重雜質。形狀方面，雜質排出口 17的大小最好是向雜質儲存空間16方向收窄。S卩，近轉軸6的一面大，近雜質儲存空間16的一面小。例如是類似錐形的孔或V形的槽也很合適。這種兩邊開口大小不一樣的孔能使重雜質很容易進入雜質儲存空間16，但很難逃出。而且由于離心力的作用下，錐形孔或V形槽所形成的斜面可以防止重雜質停留在上面。如果希望較容易清除雜質儲存空間16內的重雜質，便應在旋轉容器設置一些可開關的排污孔10。此外，如圖17所示，如果攪拌片5最外端是粘緊旋轉容器的外殼4a，可以加強旋轉容器的物理強度，但最好是加一些重雜質導通孔35在攪拌片5最外端的邊緣上，以使不同的腔體內集結的重雜質分布會平均一點并且能經排污孔10排出。這個實施例當中，排污孔10是設置在圓柱狀的旋轉容器的其中一端的圓蓋上。圖18展示了另一優選實施例的旋轉容器的俯視圖，這個實施例跟圖9的分別是多了雜質儲存空間16。與圖17的實施例相似，圖18中的檔片F可以被理解為布滿很多V形槽或錐形孔的曲面。這些檔片F是與攪拌片5的高度一樣，即是從圓柱容器的一端伸展到另一端。流體從中央的輸入管T注入輸入腔29，經過隔片5a形成的開口 30bl到達輸出通道結構30b，再由輸出口 7輸出。本發明的一個重要部份是螺旋形攪拌片的旋轉容器。而利用上述雜質儲存空間的方法使集結的重雜質避免被水流卷走是特別適合螺旋形攪拌片的旋轉容器。圖19展示了一個有兩片螺旋形攪拌片5的旋轉容器。這個實施例也是屬于上述B類內部設計。因螺旋形攪拌片5能讓重雜質在其上面集結，并且沿著其表面滑到最外端。大大增加重雜質被收集的可能性。與前述的兩個實施例一樣，圖19的實施例中，檔片F大致上是環狀的。其中有兩段是帶錐形孔或V形槽(圖中以三角形代表)，另外兩段近回路口 14的并沒有設置錐形孔或V形槽等。主要是防止在雜質儲存空間16集結的重雜質被回路口 14附近的較強水流卷起并從回路口 14流走。除了檔片上可以設置雜質排出口 17。螺旋形攪拌片的近外圍的末端也可以設置雜質排出口 17。圖20的實施例當中，就展示了這個概念。在圖20當中，共有四片攪拌片5(以斜線著色的)。在攪拌片5的近外圍末端設置了錐形孔或V形槽，并連接了在檔片F上的一些通往雜質儲存空間16的導管，以使在該位置上的重雜質能排出雜質儲存空間16。這種安排可使在攪拌片5末端集結的重雜質不至過多而容易被水流卷走。至于要在什么位置開始設置雜質排出口 17就要視乎所要收集的重雜質會在什么地方開始集結。當然，檔片F的高度與攪拌片5的高度是一樣的。圖21展示了另一個在攪拌片5外圍末端及在檔片F上都設置了雜質排出口 17的設計。這是一個包含兩片攪拌片5及兩片隔片5a的C類旋轉容器。雜質排出口 17的設計考慮因素跟圖20的差不多。另外，與圖19、圖20的實施例相似，在圖21的輸出通道結構30b的近外圍開口 30bl附近的檔片F最好不要設置雜質排出口 17。上述的內部設計都是較為對稱的。但其實是否對稱并不是本發明必然的特征。圖22示出了一種不對稱內部設計的旋轉容器。跟圖19、圖20的差不多，但這個設計只有一片螺旋形的攪拌片5。利用現存一些電腦輔助設計軟件，可以把重心調到與轉軸6對齊，又或是在生產后，作實際測試后再矯正其重心位置。最重要的是，要確保在注入液體I及沒有注入液體I時，其重心都是跟轉軸對齊。至于矯正重心的方法是現存一些有高速轉動結構的電器產品所采用的一些常用技術，本申請文件就不再多談。在圖19至圖22的螺旋形攪拌片旋轉容器的實施例中，都包含了雜質儲存空間16。至于要得到沒有雜質儲存空間16的實施例，可參考圖23與圖24的實施例。圖23展示了一個帶四片螺旋形攪拌片5的B類內部設計旋轉容器的俯視圖。在該實的例中，回路口的形狀比較窄，主要原因是要避免在使用時，太接近集結在對面攪拌片5上的重雜質，而導致水流把那些重雜質卷走。圖24展示了一個C類內部設計旋轉容器的俯視圖。其操作原理及結構跟圖21的實施例比較接近。螺旋形攪拌片5的設計雖然有較好的凈化效能，但從生產上看，比平面攪拌片的產品技術要求多。旋轉容器的結構加強的手段與方法如需要加強旋轉容器4的結構以應付高速旋轉的需要，除了以上說的多腔式設計夕卜，另一有效方法就是讓攪拌片5及回路隔板P(只適用于B類旋轉容器4)直接粘緊旋轉容器4的外殼上。但這方法是不適用于外殼能拆開方便清洗的設計。此外，在旋轉容器4的外殼，內或外加上一些軸向加固條或沿著圓周加上環狀加固物料也是可行的手法。但如在外殼內壁加上加固物料，有可能造成在操作時重雜質被加固物料分隔而造成不均勻的情況。解決的方法就是像前述在回路隔板P或在攪拌片5上設置重雜質導通孔35的手法一樣。圖25展不了在外殼內壁加上軸向加固條J的實施例。與圖20所不的實施例一樣,具有4片螺旋形攪拌片旋轉容器。該實施例中，軸向加固條J把外殼連結內部的結構使旋轉容器4的結構進一步加強。軸向加固條J上置有重雜質導通孔35。排污孔的位置與數暈排污孔10的設置是為了方便把旋轉容器4的近外圍集結的重雜質排走，排出的方法一般是打開排污孔10并以高速轉動旋轉容器4而達成的。在帶有雜質儲存空間16的設計中，在排污的過程中，容器內的水或額外為排污而注入的清潔液都會經雜質排出口 17注入雜質儲存空間16再從排污孔10排出。所以，雜質排出口 17附近集結的重雜質是比較容易清洗掉。但在沒有雜質排出口 17的檔片F附近的重雜質就較難被清洗掉。把排污孔10設置在沒有雜質排出口 17的檔片F對開的位置是一個改善這種情況的方法。原因是在排污時，排污孔10附近較急的水流能幫助清洗附近集結的重雜質。在沒帶雜質儲存空間16的設計中，排污孔10應如圖23、圖24所展示的位置設置。這樣便可以確保在清洗時，外殼內壁能最大可能被水流沖洗。當然，在圖23的實施例中有四片攪拌片5，并形成了四個輸入腔29或輸出腔30 (要視乎所述的俯視圖是代表輸入腔29還是輸出腔30)，但只有兩個排污孔10。改善的方法就是在攪拌片5的末端加上一些重雜質導通孔35。排污孔10的數量最少可以是一個。但兩個或以上較容易使旋轉容器4的重心與轉軸對齊。然而，一個排污孔10的設計也有其好處，就是在維修及操作上成本較低。在一個排污孔10的設計中，必須確保所有能儲存雜質的區域都是相通而且能利用一個排污孔10排出。其中一個方法就是在攪拌片5連接外殼的邊緣上加最少一個重雜質導通孔35以使重雜質能通過。此外，如采用了 B類內部設計，在回路隔板上P的最外圍邊緣上也最好置有重雜質導通孔35。當然，就算是多個排污孔10的設計，把所有能儲存雜質的區域全部導通起來也是比較好的設計。原因是旋轉容器4在排污時或在一般不排污的操作時，比較能確保旋轉容器4的重心與轉軸對齊。非圓對稱的內壁要使集合在旋轉容器4外殼4a內壁的重雜質容易從排污孔10出，除了上述的排污孔10設置位置的考慮外，還有一個極有效的方法:就是把旋轉容器4外殼4a的內壁造成非圓對稱，例如橢圓。并把兩個排污孔10分別設置在該橢圓的最遠離中心的兩個位置。由于離心力的原固，在高速轉動時，重雜質會優先在該兩個位置集結。收集或清除在旋轉容器內的重雜質有以下三種方法得到的設計處理一、留在旋轉容器內，不用清洗二、以手動方式清洗。三、以自動方式清洗。第一種方式是比較適用于一些很極端的情況，例如重雜質是帶高輻射的物質，如沒專門的知識便不建議清洗。第二種方式是用人手清洗旋轉容器4。除了把清潔液注入旋轉容器內并以交替的順、逆時針方向轉動旋轉容器以達到清洗的目的，還可以在旋轉容器上加上上述的實施例中提及的可開關的排污孔10。一個簡單的方法是開螺孔并用螺絲關上。另一可能性是利用在大型五金店很容易找到的快速夾的結構達成。圖17-圖25的實施例中都標示了排污孔10的位置。當排污孔10被打開，并使旋轉容器4高速轉動，容器內的重雜質便會跑出來。如有需要，可同時經固定輸入管T注入清潔液或水幫助進一步清洗。另一種方便動手清理的設計是可拆開的外殼。圖26表示本發明的另一旋轉容器的實施例，其中外殼可扭開。這樣便可以方便清洗。在這例子中，旋轉容器在正常操作時的轉向D是順時針的(從上向下看，即俯視)，而且驅動電機是直接連接外殼的下半部4a2并且直接驅動外殼的轉動，旋轉容器4的上半部4al便應設計成以逆時針的方向旋扭進外殼的下半部4a2，否則在操作時會松脫。橡膠造的0-環(O-ring)Q是用作防止泄漏。第三種方法可分為三類，就是轉速控制、電磁控制及水壓控制。三種方法都包含最少一個彈性活門V。不同的是，開啟彈性活門V排出污物的方法不同。轉速控制方法是利用轉速控制彈性活門V來排出旋轉容器內的重雜質。圖27展示了一個利用彈簧S組成的彈性活門V的實施例。在該實施例中，旋轉容器4的轉軸在圖的右邊(省略另一半)，排污孔10在旋轉容器4的上端圓蓋的近邊緣位置。彈性活門V的結構是杠桿式的。彈簧S提供的力量把活門關閉。該實施例主要是靠旋轉容器4高速轉動時，排污孔10中的液體壓力增加而推開彈性活門V。儲存在容器4內的重雜質9便可以排出。活門要關得緊而不容易泄漏，壓頭H最好是用橡膠等有彈性的材料來制造。此外，如杠桿是用石墨(碳纖維)等有彈性的材料來造，則可以利用一塊足夠高的硬質墊高物放置在彈簧S的位置以使石墨桿彎曲而產生所需的壓力使壓頭H壓下。雖然排污孔10的位置最好是在容器4的最遠離轉軸位置，但這樣的安排要有強度較大(特別是應用在液體時)的彈簧才能壓緊活門使其在不需排污的操作時不會泄漏。此夕卜，有些時候，例如要設置一個直徑較少的重雜質收集容器在旋轉容器4下面，排污孔10在較接近轉軸位置是比較容易達到目的。對于以上問題，圖28提供了一個解決方案。圖28展示了另一個利用彈簧S組成的彈性活門V的實施例。跟圖27所示的實施例相似，轉軸在右邊。利用引流管25把排污孔10的位置從最遠離轉軸位置(左邊)移到較接近轉軸位置(右邊)。因越接近轉軸，液體排出的壓力會越小。換言之，用較少的力量便可以把活門關閉。因此，跟圖27的實施例比較，圖28的彈簧強度低一點也能把排污孔10關上。圖29展示另一個彈性活門V的實施例。這個實施例當中，利用引流管25把排污孔10的位置從最遠離轉軸位置(左邊)移到較接近轉軸位置(右邊)。彈性活門V是以活塞的形式設置。當旋轉容器在高速旋轉時，活塞Y自身的離心力加上排污孔10上的液壓把活門(活塞)推開。圖27-29的彈性活門V都是設置在旋轉容器4的其中一端的圓蓋邊緣上。因其結構是十分簡單，可以理解得到，該設計是同樣能設置在旋轉容器4的圓柱曲面上。但有一點要注意的，圖29的活塞結構如設置在旋轉容器4的圓柱曲面上，相對于轉軸6是扭轉了 90度的話(即變成平行于轉軸6)，其開關活塞的特性會有改變。S卩，活塞Y自身的離心力對開關這個彈性活門V起不了多大的作用。這個速控活門開關設計的應用價值十分高。要得到液體中較重的物質，可用高轉速使該物質在排污孔10排出。如要得到較輕的物質，可保持在不把速控活門打開的速度并持續地把液體輸入，讓較輕的物質在輸出口 7排出。除了上述利用的彈性活門打開，還可以利用電磁方式把活門打開。方法是在上述圖27或圖28的杠桿式活門的近彈簧S位置的杠桿末端加上一個磁石，并在旋轉容器的外圍近上述磁石的高度位置加一線圈圍繞旋轉容器。該線圈是固定的，而且并不接觸旋轉容器。當需要打開活門時便把電流輸入上述線圈以使線圈內產生磁力并把上述磁石壓下，打開活門。第三類活門開啟方法只適用于輸出口最大軸距與輸入口最大軸距有較大差距的旋轉容器。在一般的凈化操作時，輸入腔并不是滿注的(即水位并未到達輸入口的最大軸距位置)，假設這時近排污孔10的水壓是剛剛不能推開彈性活門。如把輸入水的速度突然增加到足夠使輸入腔的水位更接近轉軸，近排污孔10的水壓便會增加。這時，排污孔便會打開。上述水壓控制方法是要求對輸入水量有控制的能力及要利用光學傳感器對重雜質的集結進行探測才可以實現全自動排污。但在一些設置有濾芯的特殊的情況下是可以靠濾芯的堵塞以使輸入腔比未堵塞前更滿注。即，水位更接近轉軸。這樣會導致彈性活門V中的排污孔10的水壓增加而打開。要注意的是，這種方法是不需要依靠改變轉速或輸入水速度就能達到自動排污效果。同步輸入管本發明的旋轉容器4 一般是利用一條固定在凈化器外殼的固定輸入管輸入流體。但在一些情況，例如在前述的并聯多腔式設計的旋轉容器，利用多孔管作固定輸入管之用，把流體分別輸入不同的輸入腔是很難長期穩定地維持每一個輸入腔的給水速度。原因是輸入水流一般不會太猛，以致多孔管的出水孔很容易因污染物等而堵塞。解決的方法是在旋轉容器4內的轉軸附近設置一條同步輸入管R。這同步輸入管R是跟旋轉容器4同步轉動的。由于離心力的作用下，同步輸入管R上的孔基本上是不會堵塞的。圖30的實施例就展示了這一設計。基本上，圖30的實施例是與圖15的很相似。在圖30中的旋轉容器的轉軸位置設置了一條同步輸入管R。該同步輸入管R的入口是用了一個環狀圓蓋修窄了一點以使在高速旋轉時，輸入的流體不會從該入口流出。要注意的是，設置了同步輸入管R的旋轉容器也是需要一條固定輸入管T輸入的。但這條固定輸入管T再也不一定要是多孔管。水泵及旋轉容器一體的結構如在旋轉容器的軸心位置加小型攪拌片5s，是可以與適當的固定輸入管T構成一個離心泵的結構，對流體的輸入很有幫助。圖31展示了一個帶有小型攪拌片5s的旋轉容器的實施例。在圖中可以看到，小型攪拌片5s和固定輸入管T組成了一個離心泵的結構。當然，小型攪拌片5s除了獨立設置外，還可以是由容器內的主要攪拌片5伸延出來而成的。除了上述的水泵及旋轉容器一體的設計外，當旋轉容器是架設在水槽上面使用，就可以在旋轉容器的轉軸位置裝上一個同步離心泵27作輸入水泵的用作。圖32展示了帶有同步離心泵27的流體過濾裝置的實施例。當旋轉容器4轉動時，同步離心泵27會一同轉動。流體過濾裝置下面的水槽W的水會被泵進旋轉容器4內。同時旋轉容器內的空氣可以從排氣孔32排出。圖中最下面展示了同步離心泵27的仰視圖。其結構十分簡單:在一條圓柱管內置有攪拌片(在這例子中，共有四片)。進水端置有一圓形帶有中孔的蓋。本發明除了前述的旋轉容器4之外，還包括利用旋轉容器4發展而成的凈化器。凈化器例一:海水油污分離器圖33展示了一個海水油污分離器的實施例。該實施例中的旋轉容器4的結構跟圖7的實施例中的旋轉容器4的結構類似，旋轉容器4采用了透明的物料來制造，并直接利用電機M驅動。電機M是利用防震橡膠釘N固定在凈化器的外殼33上。利用兩個光感元件組合測量容器內的油污及海水儲量以作出排海水或是排油污的決定。光感元件組合(由光源L及光感元件R組成)是穿透式的。如沒有阻擋，光源L的光線能被相對的光感元件R接收到。所有光感元件R接收的信號都被低通過濾(lowpass filtering)以減低彈性活門V及輸入導管29a(請看圖7的標示)內可能儲存了油污所造成的影響。在這例子中，油污是從輸出口 7排出，而海水是從排污孔10排出。假設海水比油污(原油的油污)的透明度高。當兩只光感元件R感測的光線都被遮擋，表示容器內差不多全是油污，便應運行排去油污的程序；即繼續輸入海水并以較低速轉動以避免速控活門V打門。集結在內圈的油污就會從輸出口 7排出。當兩只光感元件R都再次感測到光線，便應開始排出海水的程序；即是以高速轉動，使彈性排污活門V打開。凈化后的海水會經凈化器外殼上的排水口 38排出，而油污就收集到收集容器C內。彈性排污活門(V)的結構及原理可參考圖27-29的實施例。當然，如一些油污是透光但在顏色上跟海水是有明顯分別，可以適當地在那兩個光感元件R前加上濾光片以增加海水和該油污的分辨能力。例如，油污是花生油的黃色，而光源L是白色的，就應選用把黃光濾走的濾光片。較強的光感測值對應海水，較弱的光感測值對應油污。當然，要實現自動化，其中一個實現方法是利用微控制器(MCU)來達到目的。這種技術是相關技術人員能輕易完成。在這文件就不再陳述。還要補充一點，在這個實施例中，旋轉容器4的類型選擇是相當重要的。如輸入導管29a換了較大型的輸入腔29，因油污在輸入腔29的內圈位置集結的速度比在輸出腔30的快，這樣便會使光感元件R所得到的值不能正確反映輸出腔30的實際情況，因而作出了錯誤的決定。凈化器例二:外掛式濾水器圖34展示了一個外掛式凈水器的實施例。其內里的旋轉容器4的上蓋采用了透明的物料來制造并用白色物料制造最上的一塊回路隔片P，以使光源L的光線能被反射到光感元件R。旋轉容器是前述的B類多腔式串聯設計，并帶有小型攪拌片5s。小型攪拌片5s與固定在凈化器頂部的固定輸入管T形成了離心泵的結構。固定輸入管T是倒轉的U型的，并且還能利用虹吸輸入的特性從水槽W吸入水。換句話說，即使沒有小型攪拌片5s，一旦虹吸輸入形成了，就可以虹吸作用自動輸入。凈化器的外殼33下面掛著一個重雜質收集容器D。重雜質從彈性活門V排出并經過凈化器的重雜質輸出孔38到達重雜質收集容器D。為了達到自動化排污的效果，還設置了一個反射式的光感元件組合。光感元件R的輸出信號經低通過濾并經具有比較電路的微控制單元板(沒示出)上。電機M的轉速也由微控制單元板控制的。具體的操作如下:假設集結在旋轉容器4內的重雜質是深色的；如光感元件R感測到的值是對應深色的重雜質，便開始排出容器內的重雜質的程序。即，高速轉動旋轉容器4以使彈性活門V打開。在這個實施例當中，維持排出重雜質的狀態的時間長短可以是預先設定的。這個實施例還有一個特點是可以被利用的。就是當輸入的水帶有氣體，當中的氣體可被視為輕雜質而從輸出口 7排出。(如輕雜質是液體，情形就有點不同，詳情可參考圖33的實施例)其實際應用包括把水中的氯氣排除。一些用途，例如觀賞魚養殖時更換水，把自來水中的氯氣減少也可以應用得到。在實際應用方面，這個外掛式凈水器用途很廣泛。除了如圖34所示，不斷循環凈化一個水槽內的水，還可以跟最少兩個水槽或內有間隔的水槽組成一套自動凈化養殖系統。圖35展示了這一概念；在該實施例中的自動凈化養殖系統是可以被用作家中養殖觀賞魚之用。所采用的外掛式凈水器基本上是跟圖34的實施例一樣。水槽內有一間隔，把水槽分成兩部份，即圖中所示的水產養殖槽Wl及藻類養殖槽W2。水產養殖槽Wl及藻類養殖槽W2最好都設置簡單的生化凈化系統把氨及亞硝酸鹽等毒性較強的污染物轉變成硝酸鹽。此夕卜，在藻類養殖槽W2內的生化凈化系統也可同時增加槽內二氧化碳的含量。如有需要進一步增加藻類養殖的速度，可額把二氧化碳注入藻類養殖槽W2或加電燈增加藻類養殖槽W2的光照度。水產養殖槽Wl是用來養殖觀賞魚或一些目標水產的。藻類養殖槽W2主要是是用來養殖藻類(當然，是可以同時養殖一些細小或不太需要活動空間的水中生物)。所以，藻類養殖槽W2應置在靠近窗并經常得到陽光SS照射的地方。在起初養殖觀賞魚的時候，該外掛式凈化器可以不用開動。過了數天或等到藻類開始在左面或右面的容器內滋生時，便間歇都開動一下外掛式凈化器以使藻類養殖槽W2內的水能與水產養殖槽Wl內的水交換。(每天交換的水量是總水量的5-10%便足夠了)這樣，更多的硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨及其他藻類繁殖所需的養份便可以從水產養殖槽Wl進入藻類養殖槽W2以幫助藻類繁殖。到最后，藻類養殖槽W2內的藻類會迅速增長，這時便可以進入可持續的自動凈化操作模式。可持續的自動凈化操作模式的概念是利用額外的感光示件探測進入外掛式凈水器的水(例如，可探測固定輸入管T內的水)或是直接探測藻類養殖槽W2內的水的透光度以決定是否開動外掛式凈水器。如透光度低于某水平，便開動所述外掛式凈水器。此外，理論上是可以利用計時的方式來測定藻類養殖槽W2內的水的藻類生長的情況；方法是開動外掛式凈水器并量度重雜質集結在旋轉容器的速度。如少于某時間便能注滿雜質儲存空間，代表應該繼續開動凈化器。(當然是要先把旋轉容器內的重雜質排出)若在某時間內還不能注滿雜質儲存空間，便應暫停操作，等待一兩天后藻類的密度足夠再作測試。這個計時方法的好處是不用額外的感光元件。當然，為了更清楚地表達這個自動凈化養殖系統的操作原理，圖中的外掛式凈水器是設置在水槽(魚缸)的正面。較好的安排應該是設置在水槽的側面，間隔板的附近以盡量減小固定輸入管T橫向部份的長度。在這個實施例中，間隔板的高度是略低于水槽的高度。這樣便可以在間隔板上方形成一水回流通道。如果水產養殖槽Wl及藻類養殖槽W2是分別由兩個高度差不多的獨立水槽構成，可以利用一條注滿水的倒轉U形管作虹吸式的水回流通道。如采用管狀的水回流通道，并使該管在水產養殖槽Wl那邊的端口置在近水產養殖槽Wl的底部，便可以使水產養殖槽Wl底的污物吸到藻類養殖槽W2，增加被藻類吸收的機會。如藻類養殖槽W2是置在比水產養殖槽Wl較高的位置，則需要用電水泵把水產養殖槽Wl內的水抽回藻類養殖槽W2，以維持水產養殖槽內的水在一定高度，不會滿溢。當然，一個能感知水位的裝置如水深探頭或簡單的設定一個水位觸發開關是必要的。另外，用微控制單元(MCU)板來實施這個自動凈化養殖系統的操作是一個十分合適的選擇。凈化器例三:上架式凈水器圖36展示了一個上架式凈水器的實施例。(雖然外掛了一個重雜質收集容器D，但旋轉容器4是在水槽W之上的。)其結構基本上是與圖32的實施例的差不多。特點是采用了同步離心泵27從水槽W輸入水。其自動化排污出并收集重雜質的方法與圖34的實施例差不多。凈化器例四:汽車廢氣凈化器除了上述液體凈化的應本外，發明還可以應用在氣體上。例如是清除汽車廢氣中的懸浮粒子。方法是把汽車的廢氣管作固定輸入管T之用。如該汽車的廢氣管足夠穩固，便可以把兩個軸承套在其上再把旋轉容器4套上去。而其他配件，如電機等也一并掛在該廢氣管上。如不夠穩固，就必須利用支撐架把凈化器固定在汽車底盤。動力方面，可用電機或該汽車的內燃機的動力推動。凈化器例五:逆滲透過濾系統圖37展示了本發明的一個重要實施例。當中所包含的旋轉容器與前述的圖12的實施例很相似。其原理是把逆滲透薄膜(reverse osmosis membrane)作為濾材。在圖37的實施例當中，圖37下方的切面圖展示了上方的原理圖中的濾芯F2的構造。在輸入腔29及輸出腔30都適當地設置有攪拌片5。這個發明的一個重要應用是海水淡化。因此，本文件會以海水淡化系統來闡述其操作原理。濾芯F2是利用逆滲透薄膜RO夾在硬質及能透水的底物SU(substrate)之中而造成的。這底物SU還能提供一定的物理過濾及生物過濾(培養細菌的基質)能力。在該實施例當中，逆滲透薄膜RO是采用了波浪形的設計以提供較大的表面表積。純水PW通過逆滲透薄膜RO所需的水壓是靠旋轉容器旋轉時所產生的離心力而獲得的。所以，要獲得較大水壓，除了加快轉速外，也可以在設計時加大輸出口的最大軸距跟輸入口的最大軸距之差距。另外，要排走旋轉容器進外緣的鹽水及雜質，可用較高的轉速或前述的以濾材堵塞的方法使輸入腔的水位移向轉軸而增加彈性活門V中的排污孔的水壓。彈性活門V的設計可參考圖27-圖29的設計。在這實施例中的彈性活門V是設置在圓柱狀旋轉容器的外緣曲面上。在圖37中，海水SW被輸入到旋轉容器，經濾芯F2過濾后得到純水PW。鹽水及含重雜質的污水DW經彈性活門V排出。排污程序可以是連續的也可以是間歇的。間歇排污可以是利用光感元件來探測重雜質的集結情況及輸入腔的水位位置來決定。當然，如輸入腔快注滿，即輸入的海水差不多會從輸入管放置口溢出，便應啟動排污程序。連續排污也是應該對輸入腔的水位位置進行監察并以提高轉速的方法來確保輸入的海水不會從輸入管放置口溢出到輸出口 7。與一般采用高壓水泵的逆滲透系統相比，本發明有節能、較大的效能(在同一水壓下，有較多純水能通過)、及自動清洗的好處。凈化效果的影響因素轉速:一般是越快越好。但因旋轉容器4及相關之機械零件如軸承18等都有速度上限。要達到高速旋轉的代價便是成本的上漲。所以在設計時主要是針對實際應用上需要的離心加速率而定出轉速。當然，在同一離心加速率的要求下，大直徑的旋轉客器所需轉速是小于小直徑的旋轉容器。例如，在一般淡水或海水的應用上，轉速在500rpm至30000rpm是比較普遍。液體I輸入速度:一般是越慢越好。但液體I輸入速度是等于液體被處理凈化的速度。所以在實際應用上，應先定出可接受的凈化效果，然后才由小至大地慢慢增加輸入速度以找出最適當的數值。除了連續均速的輸入液體方法。也可以是不連續某種波形的輸入。例如方波形的輸入方法一般是可以得到比均速輸入更佳的凈化效果。不同波形的輸入是現存的技術(例如在液體應用中，利用電磁水閥開關而得到所需效果)。在這里就不再詳談。旋轉容器4的有效容量:在實際操作時，能儲存的水量就是旋轉容器4的有效容量。一般是越大越好。但過大的體積會增加制造、操作(如電費)及維修成本。旋轉驅動器19可以是電動馬達、氣動馬達、內燃機等現存的技術。可以直接連結旋轉容器或是利用齒輪、同步帶、驅動皮帶等作動力傳遞。基本上，現存的技術已能達到很好的效果。液體I輸入方法可以是水泵20、自來水本身的水壓、虹吸管等利用地心吸力由高位引流到低位的方法。另外，如用水泵20輸入的話，水泵20的動力及旋轉容器4的動力是可以從同一個上述的旋轉驅動器19提供。除了前述的同步離心泵的例子外，另一普遍適用的方法是利用直接(如轉軸是對齊)或前述的齒輪、同步帶、驅動皮帶等非直接連接方式使動力從旋轉驅動器19同時傳遞到水泵20及旋轉容器4上。這樣的安排可以有效降低制造及維修成本。已經描述了本發明的各種示例。這些示例不限制本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種旋轉容器，其特征在于，包括: 外殼，所述外殼具有輸入管放置口和輸出口，所述輸入管放置口和所述輸出口位于所述外殼的相同端或相對端，所述輸出口與所述外殼的外圍邊緣有一段距離，以使所述旋轉容器在轉動時能儲水，所述輸出口的最大軸距比所述輸入管放置口的最大軸距大； 外殼內置有攪拌片或濾芯，所述攪拌片或濾芯與所述外殼繞所述轉軸同步旋轉。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述輸入管放置口與所述輸出口位于所述外殼的同一端，所述輸出口與所述輸入管放置口合并成一個合并開口，并從所述合并開口靠近外圍邊緣輸出流體。
3.根據權利要求1-2所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述外殼的外壁具有沿所述轉軸成圓形對稱的外形。
4.根據權利要求1-3所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述輸出口或所述合并開口被所述旋轉容器的所述外殼延伸出來的輸出口套管包圍。
5.根據權利要求1-4所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述攪拌片為片狀；或者所述攪拌片是弧形的。
6.根據權利要求1-4所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述攪拌片為螺旋狀的。
7.根據權利要求1-6所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述旋轉容器內還有回路隔板把所述旋轉容器內的腔體分成輸入腔和輸出腔； 所述回路隔板上有回路口或構成有回路口，并在接近所述轉軸位置構成一個中心開n ； 所述中心開口的最大軸距少于所述輸出口最大軸距以使在操作時流體不會從所述輸入腔經所述中心開口流到所述輸出腔。
8.根據權利要求1-6所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述旋轉容器內置有輸出導管或輸出通道結構，所述輸出導管或輸出通道結構的一端開口是在所述旋轉容器內，近外圍的位置；而另一端則接上所述輸出口。
9.根據權利要求7所述的一種旋轉容器,其特征在于,所述輸入腔被輸入導管或輸入通道結構替代，以使流體從所述輸入管放置口經所述輸入導管或所述輸入通道結構流到所述旋轉容器內，近外圍的地方。
10.根據權利要求7所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述輸出腔被導管或所述通道結構替代，以使流體從所述旋轉容器內、近外圍的地方經所述導管或所述通道結構流到所述輸出口。
11.根據權利要求1-6所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述內部結構等同于權利要求8-10所述的內部腔體結構的其中一種或多種疊加起來而形成的多腔式結構，其中多腔式結構的所述內部腔體結構為串聯或并聯使用；在并聯的情況下，所述輸出腔或所述輸出導管或所述輸出通道結構都會被導通起來，并引流到所述輸出口或所述合并開口的靠近邊緣位置，所述輸入腔或所述輸入導管或所述輸入通道結構都會被固定輸入管或同步輸入管分流注入流體；在串聯的情況下，除了最接近所述輸出口的所述輸出腔或所述輸出導管或所述輸出通道結構是會直接經所述輸出口排出流體外，其他的所述輸出腔或所述輸出導管或所述輸出通道結構會被引流到鄰近一層的所述輸入腔或所述輸入導管或所述輸入通道結構中。
12.根據權利要求1-11所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述旋轉容器內部的一端，圍繞轉軸的位置設有小型攪拌片，并且與位于所述轉軸的固定輸入管形成離心泵的結構； 其中所述小型攪拌片是獨立設置；或是由所述攪拌片伸延出來。
13.根據權利要求1-12所述的一種旋轉容器，其特征在于，在所述旋轉容器內置有擋片，所述擋片上至少有一個雜質排出通道，所述外殼與所述擋片之間構成了雜質儲存空間。
14.根據權利要求13所述的一種旋轉容器，其特征在于，在所述攪拌片是弧形或是螺旋形的情況下，所述攪拌片在遠離所述轉軸的末端位置設有雜質排出通道，以使沉淀在所述攪拌片上的雜質能排到所述雜質儲存空間內。
15.根據權利要求13-14所述的一種旋轉容器，其特征在于，在所述雜質儲存空間內有加固結構，把所述外殼及所述擋片或所述攪拌片的近外圍末端連結起來，以增加所述旋轉容器的結構強度。
16.根據權利要求13-15所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述雜質排出通道的近所述轉軸的開口是大于近雜質儲存空間的開口。
17.根據權利要求1-16所述的一種旋轉容器，其特征在于，如所述回路隔板連結所述外殼，近外圍邊緣上置有重雜質導通孔，以優化所述輸入腔及輸出腔內的重雜質分布。
18.根據權利要求1-17所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述攪拌片連結所述外殼，近外圍邊緣上置有重雜質導通孔。
19.根據權利要求1-18所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述加固物料把所述雜質儲存空間的一部份隔離于其余部份，則包圍所述被隔離部份的加固物料貼近外殼的邊緣上置有重雜質導通孔。
20.根據權利要求1-19所 述的一種旋轉容器，其特征在于，所述旋轉容器的外殼近外圍具有可開關的排污孔。
21.根據權利要求1-19所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述旋轉容器內，近外圍有一導管把近外圍的重雜質引流到較接近所述轉軸的排污孔排出。
22.根據權利要求20-21所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述排污孔的開關是手動的，或是裝有彈性活門，所述彈性活門是利用所述旋轉容器的轉速、電磁力及所述旋轉容器的輸入腔內的水位位置來控制活門的開關。
23.根據權利要求22所述的一種旋轉容器，其特征在于，所述彈性活門是杠桿式的，又或是活塞式的構造而成。
24.根據權利要求1-23所述的一種旋轉容器，其特征在于，在其所述轉軸位置有一同步輸入管，其結構是帶孔的管，以使流體透過不同的孔分流注入不同的位置或優化流體注入不同腔體的量，所述同步輸入管是與所述旋轉容器同步轉動。
25.一種同步離心泵結構，其特征在于，其結構是圓形對稱管內裝有攪拌片，所述圓形對稱管的一端有一圓形覆蓋，所述圓形覆蓋中央有一孔以作輸入流體之用，所述圓形對稱管、所述圓形覆蓋及所述內里的攪拌片是同步轉動的。
26.一種流體過濾裝置，其特征在于，包括如權利要求1-24中任何一項所述的旋轉容器，還包括: 固定所述旋轉容器的外殼或支撐結構； 固定在所述外殼或支撐結構的固定輸入管；驅動所述旋轉容器轉動的旋轉驅動器。
27.一種流體過濾裝置，其特征在于，包括如權利要求1-24中任何一項所述的旋轉容器，還包括: 固定所述旋轉容器的外殼或支撐結構； 根據權利要求25建構而成的所述同步離心泵，以作流體輸入用途； 驅動所述旋轉容器轉動的旋轉驅動器。
28.根據權利要求26-27所述的一種流體過濾裝置，其特征在于，所述旋轉容器帶有所述彈性活門，所述流體過濾裝置還包括重雜質容器，以盛載從所述旋轉容器排出的重雜質。
29.根據權利要求26-28所述的一種流體過濾裝置，其特征在于，還包括盛載液態輕雜質的容器，以盛載從所述旋轉容器的所述輸出口或所述合并開口排出的液態輕雜質，所述液態輕雜質比凈化后流體輕。
30.根據權利要求26-29所述的一種流體過濾裝置，其特征在于，所述旋轉容器的一端是透明物料所造的，并在該透明的一端裝有光感元件或帶光源的反射式光感元件以探測所述重雜質集結的情況而作出排出重雜質的決定。
31.根據權利要求26-29所述的一種流體過濾裝置，其特征在于，所述旋轉容器的兩端是透明物料所造的；并在該透明的兩端分別裝上光感元件及光源，以探測所述重雜質集結的情況而作出排出重雜質的決定。
32.一種自動凈化養殖系統 ，其特征在于，包括至少一個權利要求30-31所述的過濾裝置，并與至少一個藻類養殖槽及至少一個水產養殖槽一起操作，所述過濾裝置從所述藻類養殖槽輸入并輸出到所述水產養殖槽，所述藻類養殖槽與水產養殖槽之間有水回流通道以使水產養殖槽的水能回流到藻類養殖槽。
33.根據權利要求32所述的自動凈化養殖系統，其特征在于，所述藻類養殖槽附近有電燈增加所述藻類養殖槽的光照度。
34.根據權利要求32-33所述的自動凈化養殖系統，其特征在于，所述藻類養殖槽內設置二氧化碳增加裝置。
35.根據權利要求32-34所述的自動凈化養殖系統，其特征在于，所述水產養殖槽是設置在較所述藻類養殖槽低的位置，并以電水泵把所述水產養殖槽內的水，經所述水回流通道抽回藻類養殖槽，以維持所述水產養殖槽內的水不會滿溢。
36.根據權利要求32-35所述的自動凈化養殖系統，其特征在于，設置有光感元件，用于測量進入所述過濾裝置的水或直接測量所述藻類養殖槽內的水的透光度。
37.根據權利要求32-36所述的自動凈化養殖系統，其特征在于，所述水產養殖槽或所述藻類養殖槽設置有生物凈化器，以調整所述自動凈化養殖系統內的氨及亞硝酸鹽的水平。
38.一種逆滲透過濾系統，其特征在于，包括如權利要求1-24中任何一項帶有所述濾芯的旋轉容器，所述濾芯包含逆滲透薄膜。
39.一種用于開關離心式分離器排污孔的彈性活門裝置，其特征在于，有一個能提供壓力的機制，使所述活門的開關可以因所述分離器的轉速改變或排污孔附近的流體壓力改變而得到實現。
40.根據權利要求39所述的彈性活門裝置，其特征在于，所述彈性活門裝置是杠桿式的，又或是活塞式的構 造而成。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉容器、使用該旋轉容器的流體過濾裝置及系統。具體地，本發明提供了一種旋轉容器，包括外殼，所述外殼具有輸入管放置口和輸出口，所述輸入管放置口和所述輸出口位于所述外殼的相同端或相對端，并與所述旋轉容器的邊緣有一段距離，以使所述旋轉容器在轉動時能儲水。所述輸入管放置口可被固定在所述流體過濾裝置外殼的固定輸入管伸入并注入流體，所述輸出口最遠離所述轉軸的位置比所述輸入管放置口最遠離所述轉軸的位置更遠離所述轉軸；所述旋轉容器內置有與所述外殼同步旋轉的攪拌片。利用本發明的旋轉容器、流體過濾裝置，可以有效地凈化進入旋轉容器中的流體。
文檔編號C02F1/44GK103120865SQ20111036878
公開日2013年5月29日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者陳家祺 申請人:博研國際有限公司